[发明专利]一种变电站并联补偿电容器组不等容量分组方法

说明书

本发明公开了一种变电站并联补偿电容器组不等容量分组方法，其采集变电站n个时刻的无功需求量，并将n个时刻的无功需求量均作为样本，再对无功需求时序曲线中n个样本进行划分得到最优的S段无功需求时间序列，基于目标函数F(n,S)确认每段无功需求时间序列中样本，最后基于S段无功需求时间序列确定电容器组数以及每组电容器的容量；本发明通过上述方法精细考虑了负荷的动态变化特性，得到更加合理的电容器的容量，降低投入与切除电容器组的次数。

技术领域

本发明属于变电站无功补偿技术领域，具体涉及一种变电站并联补偿电容器组不等容量分组方法。

背景技术

变电站无功补偿的主要作用是补偿网络无功缺额和主变压器无功损耗，能够提高电能质量，减小网络损耗，使系统安全经济运行。目前有多种变电站无功补偿方式，如同步调相机、并联电容器、并联电抗器、静止无功补偿装置等，其中并联电容器以运行维护简单、良好的经济性等优点被大量使用。然而由于电容器组的寿命、维护等方面的原因，其投切次数有严格的限制，因此电容器组的分组显得尤为重要。合理的电容器优化分组可以有效改善系统的电能质量，尤其是电压质量，还可以降低网络损耗，提高系统运行的经济性，通过降低电容器的投切次数可以延长设备的使用寿命。反之，可能会造成电容器组投入率低，影响无功补偿的效果。

目前变电站电容器组容量分组方式主要有两种，一种是等容量分组，另一种是不等容量分组。等容量分组的特点是各组容量相同，不同电容器组之间能够相互替代，能最大程度保证各组运行时间相近，便于制定维修周期。但是运行不够灵活，能够组合的补偿容量方案较少。不等容量分组主要包括等差分组、等比分组两种形式，其特点是可以通过组合不同容量的电容器组实现多种补偿方案，适应多种负荷水平，但各电容器组运行时间差别较大，增加了运行和维护的成本，而且控制方案复杂。而电容器组容量不等容分组常用的是最优覆盖法，该方法基于无功需求的概率分布曲线，用电容器组的投入曲线拟合概率分布曲线，但是现有方法没有考虑无功需求的时序性变化，若实际的无功需求曲线波动性较大，则会造成频繁投入和切除电容器组，对设备造成不利影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种变电站并联补偿电容器组不等容量分组方法，其考虑到无功需求量的时序性变化，基于变电站无功需求时序曲线并利用目标函数进行分组，使得各段序列中各自样本无功需求量的差异减小，进而得到更加合理的电容器的容量，降低投入与切除电容器组的次数。

本发明提供的一种变电站并联补偿电容器组不等容量分组方法，包括如下步骤：

S1：采集变电站n个时刻的无功需求量，并将n个时刻的无功需求量均作为样本，n为正整数；

S2：对无功需求时序曲线中n个样本进行划分得到最优的S段无功需求时间序列，第i段无功需求时间序列中样本个数为L_i，

其中，基于目标函数F(n,S)确认每段无功需求时间序列中样本，目标函数F(n,S)如下：

式中，D_i表示第i段无功需求时间序列的样本差异特征值，所述样本差异特征值是基于无功需求时间序列中的样本计算的，并用于表示段内样本的差异程度；

S3：基于步骤S2得到的S段无功需求时间序列确定电容器组数以及每组电容器的容量，电容器组数等于S；

其中，计算S段无功需求时间序列中样本平均值并排序，再计算相邻两段之间样本平均值的差值，将最小的样本平均值作为一组电容器的容量，计算得到样本平均值的差值作为剩余其他组电容器的容量。进一步优选，步骤S2基于Fisher优化分割法以及递归方法对所述无功需求时序曲线中n个样本进行划分得到最优的S段无功需求时间序列；

首先，对所述无功需求时序曲线中n个样本中前S个进行划分得到S段无功需求时间序列，初始的每段无功需求时间序列均包括一个样本；